230V Spannungswandler fuer KFZ

Robert Gumm¡ schrieb:


Ich habe jetzt den Tread nicht gelesen. Deine Fragen beziehen sich aber immer auf den Verbraucher, den du betreiben willst. Der billigste und effizienteste Wechselrichter arbeitet als Trapezwandler. Danach wirds teurer ;-)
Gut beschrieben wird das in wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Wechselrichter
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mfg hdw

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horst-d.winzler wrote:

Den Artikel hatte ich bereits gelesen, fand ihn aber gar nicht gut erklärend. Der Absatz "Form der Ausgangsspannung" ist recht kurz, die 'modifizierte Sinusspannung' ist gar nicht erwähnt, und dort wird die Kurvenform des Trapez-Wechselrichters als 'etwas verbessert' gegenüber Rechteck angegeben, was deiner Aussage oben widerspricht.
Im Absatz "Unterbrechungsfreie Stromversorgungen" steht: "Eine USV enthält einen fremdgeführten Wechselrichter[...]" Auch das ist mir rätselhaft: eine USV ist doch dann gefragt, wenn das Netz eben weg ist, wie kann sie dann in ihrer Frequenz fremdgeführt sein?
Grüße, Robert
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Robert Gumm¡ schrieb:

Mein Fehler. Es muß Rechteck heißen.
Die, wie du sie nennst "modifizierte Sinusspannung" läuft unter "Quasi-Sinus". Das ist auch die richtige Benennung. Richtigerweise wird auch auf ev. Probleme hingewiesen. Treten zwar selten auf, sind aber möglich. Kommt eben auf den Verbraucher an. Ev. Hersteller konsultieren.

Das wird klar, wenn man das Prinzip einer unterbrechungsfreien USV kennt. Bei solch einer USV wird im Betrieb die Netzspannung auf Akkuspannung heruntertransformiert. Der Wechselrichter wandelt dann die Akkuspannung(12-24-48 oder 60V) wieder auf AC 230V. Die Wandlerfrequenz wird im Normalfall durch die Netzfrequenz zwangsfeführt. Nur bei Netzausfall, läuft Wandler frei.
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mfg hdw

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Etwas "trapezig" wirds durch die endlichen Schaltzeiten ja von alleine. Vielleicht ist ja auch noch irgendeine Drossel drin. Allzu flach mchte man die Flanken aber auch nicht haben, weil das den Wirkungsgrad verschlechtert
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begin quoting, Harald Wilhelms schrieb:

Man muß zwischen Erzeugung und Verbrauch unterscheiden: Der beste Wirkungsgrad des Wechselrichters ergibt sich beim schnellen Umschalten zwischen kontanten Eingangsspannungsniveaus, weil ein idealer Schalter praktisch verlustlos arbeitet: Entweder liegt keine Spannung an, oder es fließt kein Strom hindurch, damit ist die Verlustleistung U*I stets gleich null.
Das führt allerdings ausgangsseitig zu steilen Flanken, die mit einem relativ hohen Oberschwingungsgehalt der Ausgangsspannung verbunden sein können (Rechnung siehe < was nicht nur für angeschlossene Verbraucher ungünstig sein kann, sondern auch mit der Möglichkeit einhergeht, daß Stromoberschwingungen in das speisende System übertragen werden, was zumindest bei netzgeführten Systemen problematisch sein kann.
Die einfachste Gegenmaßnahme ist die Verwendung eines reaktiven Bandfilters zwischen WR und Verbraucher, das nur Grundschwingungsströme durchläßt und Oberschwingungsströme unterdrückt; dadurch stellt sich an dessen Ausgang automatisch eine Sinusspannung ein:
|| || o---VVVVV---||----o----o---VVVVV---||----o || | | || < | < ----- < ----- < | | | o-----------------o----o-----------------o
(es gibt auch andere in Frage kommende Schaltungen als ein Pi-Glied aus Leit- und Sperrkreisen).
Achtung: Ein reaktives Filter verändert den Effektivwert der Spannung!
Gruß aus Bremen Ralf
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begin quoting, Harald Wilhelms schrieb:

Ein einfaches Rechteck unterdrückt die 2., 3. und 4. Oberschwingung, wenn sie eine Einschaltdauer von 30° bis 150° hat. Der Effektivwert beträgt SQRT(2/3) = 81,65 % der Amplitude A; für einen Effektivwert von 230 V ist also eine Amplitude von 283 V erforderlich (die Amplitude eines Sinus mit 230 V Effektivwert beträgt dagegen 327 V, ist also 15,5 % höher). In der Grundschwingung sind dann 91,19 % der Gesamtleistung enthalten, in der 5. Oberschwingung 3,65 % und in der 7. 1,86 %:
___________________ A | | | | | | _____________________________________|___________________|_______ | | 0° 30° 150° | | | | |___________________|
Eine noch bessere Sinusapproximation erhält man durch Hinzunahme eines weiteren Rechtecks "huckepack" mit Schaltwinkeln 18° und 54° und einem Amplitudenverhältnis von (SQRT(5)-1)/2 = 61,803 %. Sie unterdrückt alle Oberschwingungen bis zur 8., d. h. die niedrigste Oberschwingung bei einer Grundfrequenz von 50 Hz weist eine Frequenz von 450 Hz auf und läßt sich durch einen Reaktanztiefpaß daher schon relativ gut ausfiltern. Der Effektivwert beträgt SQRT(1-1/SQRT(5)) = 74,35 % der Amplitude; für einen Effektivwert von 230 V ist also eine Amplitude von 310,6 V erforderlich (die Amplitude eines Sinus ist 5,1 % höher). In der Grundschwingung sind 96,75 % der Gesamtleistung enthalten, in der 9. Oberschwingung 1,19 % und in der 11. 0,80 %:
100 % _________ | | 61,803 % ______| |______ | | | | ___________________________________|_______________________|_____ | | 0° 18° 54° 126° 162° | | |______ ______| | | |_________|
Die Hinzunahme eines weiteren Spannungsniveaus zur Unterdrückung der 9. und 11. Oberschwingung ist technisch relativ sinnlos.
Gruß aus Bremen Ralf
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Heisst das, das man einen solchen "Treppenwandler", insbesondere mit nachgeschaltetem Filter, schon als Sinuswandler bezeichnen kann? Gruss Harald
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Hallo, Harald,
Du (newsgroup) meintest am 05.06.08:

Aber natürlich! Schau Dir mal an, wie eine Soundkarte funktioniert, insbesondere wie sie aus Bits und Bytes Töne macht.
Fourier hat beschrieben, dass und wie beliebige (periodische) Verläufe durch eine Summe von sinusförmigen Schwingungen angenähert werden können, und Heaviside hat das für die Annäherung durch Rechteckschwingungen gezeigt.
Viele Gruesse! Helmut
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On 5 Jun., 12:24, snipped-for-privacy@hullen.de (Helmut Hullen) wrote:

Da werden aber auch mehr "Stufen" benutzt als eine. Ich hatte meine Frage auf das zweite Bild von Henry bezogen. Gruss Harald
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Hallo, Harald,
Du (newsgroup) meintest am 05.06.08:

Das ist nur noch Schönheit, das berührt nicht das Prinzip.
Sobald der Kunde aber (beispielsweise) Restwelligkeit oder Klirrfaktor o.ä. gesondert haben will (z.B. max. 0.3%) - dann wird das auch technisch wieder griffig.
Viele Gruesse! Helmut
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begin quoting, Harald Wilhelms schrieb:

Ich kenne diese Bezeichnung nicht.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ich meine die 12V DC/230V AC Sinuswechselrichter, die man z.B. bei Conrad fr einige Hundert Euro kaufen kann, whrend man die "Quasi-sinus"-Wechsel- richter oft schon fr 30EUR nachgeschmissen bekommt. Mit Treppenwandler meine ich das 2. Bild in Deinem Posting mit einer Stufe im Rechteck. Gruss Harald
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begin quoting, Harald Wilhelms schrieb:

Da ich die Arbeitsweise dieser speziellen Conrad-Geräte nicht kenne, kann ich die Frage nicht beantworten. Eine denkbare alternative Bauweise eines solchen Wandlers wäre ein hochfrequent (einige kHz) betriebener Hochsetzsteller mit PWM-Steuerung und nachgeschaltetem Tiefpaß zum Abschneiden der hohen Schaltfrequenz, der liefert dann ggf. eine Ausgangsspannung, der man auch nichts "Treppenförmiges" mehr ansieht.
Es führen da wohl mehrere Wege nach Rom.
Gruß aus Bremen Ralf
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Das ist mir klar. Ich habe mir berlegt, einen solchen Sinuswechselrichter selbst zu bauen. Whrend sich sowas bei den normalen Rechteckwandlern nicht lohnt, knnte das bei den wesentlich teureren Sinuswandlern schon eher lohnen. Den Aufwand fr einen solchen Zweistufensinus hlt sich da m.E. auch in Grenzen, insbesondere wenn man vielleicht sowieso eien Trafo am Ausgang benutzt. Sicherlich ist der dann geringer, als der von Dir beschriebene PWM-Wandler. Gruss Harald
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begin quoting, Ralf Kusmierz schrieb:

Nachtrag:
Ich vermute, daß sich für n Spannungsniveaus die Schaltwinkel als
phi(k) = Pi*(2k-1)/(4*n+2), k=1..n
darstellen lassen; die zugehörigen Spannungsniveaus ließen sich dann wohl analytisch berechnen.
Ich erhalte für drei Spannungsniveaus jedenfalls die Winkel
12,857°, 38,571° und 64.286°
und die Spannungsniveaus
44,504 %, 80,194 % und 100,00 %,
davon die ersten beiden als Lösungen eines linearen Gleichungssystems mit trigonometrischen Ausdrücken der Schaltwinkel als Koeffizienten. Dies zu verifizieren sowie Effektivwert, Klirrfaktor und Oberschwingungsamplituden auszurechnen oder gar die Vermutung zu beweisen und geschlossene Ausdrücke für die Spannungsniveaus zu finden, überlasse ich gerne dem geneigten Leser als Übungs- oder Knobelaufgabe. Vielleicht steht die Lösung ja sogar irgendwo - wenn's jemand weiß: Kleiner Hinweis wäre nett.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf Kusmierz schrieb:

Woher jetzt die ungeraden Oberschwingungen bei einem symmetrischen Signal herkommen, bleibt mir rätselhaft.
--
mfg Rolf Bombach

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begin quoting, Rolf_Bombach schrieb:

Selbst bei einem antisymmetrischen sind die verblüffend. Sollte da jemand die falschen Integrationsgrenzen erwischt haben?
Gruß aus Bremen Ralf
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Robert Gumm¡ wrote:

Weiß ich nicht, ich kann nur mutmaßen. Wenn nur ein Verbraucher angeschlossen wird, könnte man das isoliert betreiben. Wenn nicht, sollte irgendwie eine Abschaltung bei Körperschlüssen erfolgen.
Sicherlich gibt es eine passende VDE-Vorschrift.
--
Gruß Werner
"Ich rate jedem, mich nicht als permanenten Verfassungsbrecher zu
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Robert Gumm¡ schrieb:

Hallo,
bei besseren Geräten mit einer zusätzlichen Erdungsklemme die auch in der Bedienungsanleitung erwähnt wird. Mit so einem Wandler habe ich bei einer Kanada Tour verschiedene Ladegeräte problemlos betrieben, sogar bis zu vier gleichzeitig. Wir waren zu dritt, jeder hatte eine Digitalkamera dabei und ich noch eine dicke Unterwasserlampe.
Bye
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Uwe Hercksen wrote:

Und wir hatten so etwas mal versehentlich vor dem Hofbraeuhaus die Nacht laufen lassen. Morgens sprang der Diesel des dicken Lieferwagens natuerlich nicht mehr an und wir konnten 10 Leute zum Anschieben suchen.
--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com /
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